ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ СЕНСОР ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО ГРАФЕНА

Разработан сенсор показателя преломления, состоящий из графенового волновода и графенового эллиптического резонатора, работающего в среднем ИК-диапазоне. Производительность можно регулировать в режиме реального времени, прикладывая напряжение смещения к паттернам графена. Чувствительность предлагаемого датчика 2850/отн. ед, показатель качества 633. Благодаря высоким чувствительности и показателю качества датчик может применяться для обнаружения различных газов.

1. F. H. L. Koppens, D. E. Chang, G. D. A. F. Javier, Nano Lett., 11, No. 8, 3370 (2011).

2. A. S. Rodin, Z. Fei, A. S. Mcleod, et al., Physics (2016).

3. L. Ju, B. Geng, J. Horng, et al., Nature Nanotech., 6, No. 10, 630 (2011).

4. D. B. Farmer, D. Rodrigo, T. Low, et al., Nano Lett., 15, No. 4, 2582–2587 (2015).

5. P. Li, T. Wang, H. Böckmann, et al., Nano Lett., 14, No. 8, 4400 (2014).

6. B. Vasić, G. Isić, R. Gajić, J. Appl. Phys., 113, No. 1, 21556 (2013).

7. Y. Li, H. Yan, D. B. Farmer, et al. Nano Lett., 14, No. 3, 1573 (2014).

8. W. Wei, J. Nong, Y. Zhu, et al., Opt. Commun. (2016).

9. J. N. Anker, W. P. Hall, O. Lyandres, et al., Nanosci. Technol.: A Collection Rev. from Nature J., 308–319 (2010).

10. L. A. Falkovsky, Phys. Usp., 51, No. 9, 887–897 (2008).

11. S. A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer Science & Business Media (2007).

12. V. G. Kravets, R. Jalil, Y. J. Kim, et al., Sci. Reports, 4, 5517 (2014).

13. O. Salihoglu, S. Balci, C. Kocabas, Appl. Phys. Lett., 100, No. 21, 213110 (2012).

14. P. R. Griffiths, J. A. D. Haseth, Fourier Transform Infrared Spectrometry, 2nd Ed., Proteomics (2007).

15. D. Rodrigo, O. Limaj, D. Janner, et al., Mid-Infrared Plasmonic Biosensing with Graphene. Science, 349 (6244), 165–168 (2015).

16. J. Homola, S. S. Yee, G. Gauglitz, Sens. Actuat. B: Chem., 54, No. 1–2, 3–15 (1999).

17. S. Law, V. Podolskiy, D. Wasserman, Nanophotonics, 2, No. 2, 103–130 (2013).

18. J. M. Bingham, J. N. Anker, L. E. Kreno, et al., J. Am. Chem. Soc., 132, No. 49, 17358–17359 (2010).

19. M. W. Sigrist, R. Bartlome, D. Marinov, et al., Appl. Phys. B, 90, No. 2, 289–300 (2008).

20. X. Yan, T. Wang, X. Han, et al., Plasmonics, 1–7 (2016).

21. T. Wenger, G. Viola, J. Kinaret, et al., Materials, 4, No. 2 (2017).

22. R. E. Peale, J. W. Cleary, W. R. Buchwald, et al., Proc. SPIE, The Int. Soc. Opt. Eng., 767306 (95), 730–734 (2010).

23. B. Wang, G. P. Wang, Appl. Phys. Lett., 87, No. 1, 013107(1–3) (2005).

24. L. A. Falkovsky, J. Exp. Theor. Phys., 106, No. 3, 575–580 (2008).

25. B. Ruan, Q. You, J. Zhu, et al., IEEE Sensors J., 18, 7436–7441 (2018).

26. D. Wu, J. Tian, L. Li, et al., Opt. Commun., 412, 41–48 (2018).

27. G. W. Hanson, J. Appl. Phys., 103, No. 6, 064302 (2008).

28. A. Moreau, C. Ciracì, et al., Nature, 492(7427), 86–89 (2012).

29. B. Zhu, G. Ren, S. Zheng, et al., Opt. Express, 21, No. 14, 17089–17096 (2013).

30. X. Wang, T. He, M. A. Mohammad, et al., Nat. Commun., 6, Article No. 7767 (2015).

31. D. Yadav, S. B. Tombet, T. Watanabe, et al., Materials, 3, No. 4, 045009 (2016).

32. X. Binggang, T. Shengjun, A. Fyffe, Z. Shi, Opt. Express, 28, 4048–4057 (2020).

33. Y. Zhang, M. Cui, J. Electron. Mater., 48, No. 2, 1005–1010 (2019).